1- خطورة أول أكسيد الكربون على الصحة العامة.
2- ينتشر مرض السرطان بين عمال صناعة فحم الكوك.
3- تتكون سحب بنية اللون فوق المدن المزدحمة بالسيارات.
4- يعتبر الرصاص من أكثر المعادن السامة انتشارا فى الهواء.
5- لإعادة الدورة على المخلفات المعدنية بعدين بيئى واقتصادى.
6- زيادة نسبة ثانى أكسيد الكربون فى الجو ترفع درجة الحرارة.

أسئلة متنوعة

1-غاز أول أكسيد الكربون شديد الخطورة على الإنسان.
ج: لأن الحديد المكون الأساسى لهموجلوبين الدم يميل للارتباط به210 مرة أكثر من ميله للارتباط بالأكسجين.
2-ذوبان كبريتات النحاس المائية ماص للحرارة.
ج: لأن جزئ كبريتات النحاس المائية يكون مرتبط بعدد 5 جزيئات ماء ولذلك عند الإماهه يرتبط بعدد قليل من جزيئات الماء ولذلك تكون طاقة الشبكة البلورية أكبر من طاقة الإماهه.
3-يعمل غاز ثانى أكسيد النيتروجين على تكوين الأوزون فى الجو.
ج: بسبب لونه البنى فإنه يمتص طاقة ضوئية من الشمس وينحل إلى أكسيد نيتريك وأكسجين ذرى نشط والذى يتحد مع أكسجين الهواء ويكون غاز الأوزون كما بالمعادلات.
4-إضافة رابع إيثيل الرصاص إلى الجازولين.
ج: لتحسين خواص الجازولين ويرفع رقم الأوكتان مما يؤدى إلى زيادة سرعة الموتور.
5-يستخدم الألومنيوم فى اختزال أكسيد الحديديك ولا يستخدم الحديد فى اختزال أكسيد الألومنيوم.
ج: لآن التفاعل يسير فى اتجاه تكوين المركب الأكثر ثباتاً وأكسيد الألومنيوم أكثر ثباتاً من أكسيد الحديديك لآن حرارة تكوين أكسيد الألومنيوم (أكثر ثباتاً) أكبر من حرارة تكوين أكسيد الحديديك (أقل ثباتاً).

توجد فى الفحم بنسبة أعلى من وجودها فى البترول.
تنتج عند: 1- احتراق الألياف والأوراق النباتية الجافة (كما فى السجائر).
2- التقطير الإتلافى للفحم.
أثارها الضارة: تسبب الإصابة بالأورام السرطانية.
الحد من التلوث







إزالة المخلفات من الخام قبل الاستخدام: -

إزالة الملوثات من عادم الوقود بعد الاحتراق وقبل الخروج إلى الهواء:
إعادة الدورة كوسيلة للحد من التلوث

إعادة الدورة :

عملية تنقية للمواد وإعادة استخدامها مرة أخرى

مثل: -
[1] استخدام المخلفات الورقية فى صناعة الورق.
[2] تجرى عملية تحليل حرارى للمواد القابلة للاحتراق للحصول على غازات تستخدم كوقود وكذلك القطران.
[3] إعادة استخدام المعادن مما يؤدى إلى: -
أ – الحفاظ على المخزون الطبيعى للخامات {بعد اقتصادى}.
ب – تخليص البيئة من الملوثات صعبة التحلل. {بعد بيئى}.

الأسئلة

أكسيد الكربون

مصدرة الأساسى:-              
الاحتراق الغير كامل للوقود وخاصة فى عادم السيارات عندما تسير ببطء .
خطره على الإنسان :-
1- ميل ارتباط أيون الحديد وهو المكون الأساسى فى هيموجلوبين الدم يساوى 210 مرة قدر ارتباطه بالأكسجين.
2- وبذلك يقلل من قدرة الدم على نقل الأكسجين إلى خلايا الجسم مما يسبب الصداع والدوران والإغماء وآلام حادة فى المعدة وارتخاء العضلات وفقدان الوعى ثم الوفاة.
أكاسيد الكبريت

ثانى وثالث أكسيد الكبريت

[1] ينتج ثانى أكسيد الكبريت من أكسدة الكبريت الموجود فى البترول والفحم.
S + O2 SO2
[2] يتأكسد ثانى أكسيد الكبريت فى وجود عامل حفاز إلى ثالث أكسيد الكبريت.
SO2 + O2 عامل حفاز 2SO3
[3] يذوب ثالث أكسيد الكبريت فى بخار الماء مكوناً حمض كبريتيك.

SO3 + H2O H2SO4

أضرار أكاسيد الكبريت:-
[1] تسبب التهابات خطيرة فى الجهاز التنفسى ونوبات تنفسية حادة والتهاب العين.
[2] تذوب الأكاسيد الحامضية فى ماء المطر وتكون الأمطار الحمضية التى تسبب تآكل المبانى والمنشآت المبنية بالرخام والحجر الجيرى لتكون كبريتات الكالسيوم الأكثر قابلية للذوبان فى الماء من كربونات الكالسيوم.
[3] عندما يصل الحمض إلى المياه يسبب موت الأحياء المائية مثل الأسماك والطحالب

تلوث البيئة:-

هو اختلال الاتزان القائم بين مكونات النظام البيئى نتيجة التغيرات المستحدثة، وينتج عن ذلك حدوث أضرار بالإنسان.

مصادر التلوث:-

طبيعية

صناعية

1- نواتج البراكين (غازات – أبخرة).
2- تحلل المواد العضوية.
3- الشرر الكهربى الذى يحدثه البرق (تكون أكاسيد

يخفف المحلول السكرى بالماء ويضاف حمض الكبريتيك المركز وخميرة البيرة .
تؤثر الانزيمات التى تفرزها الخميرة على السكروز .
أ – انزيم الإنفرتاز: يحول السكروز إلى جلوكوز وفركتوز.
ب – انزيم الزيماز: يحول الجلوكوز والفركتوز إلى كحول إيثيلى وثانى

H2O + C12H22O11انفرتاز C6H12O6 + C6H12O6 زيماز 4C2H5OH + 4CO2

استخدامات الكحول الإيثيلى: -

1- يخلط بالجازولين ويستخدم كوقود للسيارات.
2- عند أكسدته يعطى حمض الخليك.

C2H5OH أكسدة2[O] CH3COOH + H2O

حمض خليك كحول إيثيلى
3- يمكن تحويله إلى غاز الإيثيلين عن طريق انتزاع جزئ ماء من الكحول الإيثيلى بواسطة حمض الكبريتيك المركز ويخل غاز الإيثيلين فى صناعة البتروكيماويات مثل البولى إيثيلين.
يمكن تحضير الكحول بتفاعل معاكس: بتفاعل غاز الإيثيلين الناتج من تكرير البترول بحمض الكبريتيك ثم يحلل الناتج مائياً فيتكون الكحول.

يتم ذلك بإضافة مادة رابع إثيل الرصاص Pb(C2H5)4
الفائدة من رفع رقم الأوكتان:
1- زيادة كفاءة الموتور. 2- الاقتصاد فى استهلاك الوقود.
أضرار رفع رقم الأوكتان:
تلوث الهواء بمركبات الرصاص (السامة) التى تضاف إلى البنزين.

عملية المعالجة والتنقية

يتم فيها تنقية البترول من المركبات الكبريتية والنيتروجينية والأكسجينية التى تسبب تآكل الأجهزة وتلوث الهواء عند احتراقها.

الأسئلة

س1: علل لما يأتى:
1- يفضل الوقود (90) على الوقود (80).
2- الفرض العضوى لتكوين البترول أكثر الفروض قبولاً الآن.
3- منعت الدول المتقدمة استخدام رابع إيثيل الرصاص فى تحسين الوقود.
4- يفضل الجازولين الناتج بالتكسير الحفزى على الجازولين الناتج بالتكسير الحرارى.
5- لا يصلح التقطير العادى لفصل مكونات البترول.
6- عند تحليل عينة من شعر وأظافر رجال المرور لوحظ أنها تحتوى على نسبة عالية من مركبات الرصاص.
س2: اكتب المفهوم العلمى:
1- رقم يعبر عن صلاحية استخدام الوقود فى آلات الاحتراق الداخلى.
2- عملية كيميائية يقصد بها ارتباط عدد من جزيئات صغيرة لتكوين جزئ كبير.
3- تحويل مركبات عدد ذرات الكربون فيها كبير إلى مركبات عدد ذرات الكربون فيها أقل.
س3: ما المقصود بكل من:
1- التقطير التجزيئى.
2- جازولين رقم الأوكتان له 80

 

(بارافينات)

ألكينات

(أوليفينات)

ألكاينات

(أسيتيلينات)

C – C

C = C

C C

تكرير البترول

الفصل

التحويل

التنقية

 

عملية الفصل

 

يتم فيها فصل البترول إلى عدة مكونات صالحة للاستعمال.

تتم عملية الفصل فى 3 خطوات:
[1] الترشيح: للتخلص من الشوائب الصلبة.
[2] الغسيل: يتم باستخدام الماء فى أحواض حيث يطفو الزيت الخام على السطح لأنه أخف من الماء (كثافته أقل من كثافة الماء).
[3] التقطير التجزيئى:
يستخدم لتقطير عدة سوائل ممتزجة مختلفة فى درجات غليانها.
ملحوظة: البخر يحدث لجميع السوائل قبل درجة الغليان، ولذلك فإن السائل الأكثر تطايراً يكون أول السوائل خروجاً ثم يتوالى خروج السوائل على حسب الزيادة فى درجة الغليان ويستخدم لذلك العمود المجزئ.
الأبراج المجزئة:تستخدم لفصل البترول وتكون درجة الحرارة فيها أكبر ما يمكن عند قاع البرج (حوالى 400 5م) وتنخفض حتى تصل (حوالى 30 5م) عند قمة البرج

هو مادة قابلة للاشتعال فى وجود الأكسجين.

حيث تتحول الطاقة الكيميائية المختزنة فيها إلى طاقة حرارية.

الوقود العضوى:

عبارة عن مواد عضوية تتركب أساساً من الكربون والهيدروجين.

الطاقة الشمسية:

هى مصدر جميع أنواع الوقود العضوى حيث أن الخشب والسكر والنشا والدهون كلها من نواتج عملية البناء الضوئى

أهم أنواع الوقود العضوى:
1- البترول. 2- الفحم. 3- الغاز الطبيعى. 4- الوقود الحيوى.
أسس اختيار الوقود الجيد :
1- تكاليف استخراجه أو تحضيره. 2- سهولة نقله أو تخزينه.
3- القيمة السعرية للوقود. 4- تعدد استعمالاته.
5- نسبة الشوائب بالوقود. 6- نوع وكمية مخلفاته.
7- أثر مخلفاته على البيئة. 8- مدى سمية الوقود.
احتراق الوقود : عملية أكسدة سريعة يصحبها انطلاق طاقة.
[ أ ] أكسدة فى وجود الأكسجين:
[1] احتراق الوقود العضوى:

مركب عضوى(C,H) + O2 CO2 + H2O + طاقة

يحترق فى وجود أكسجين الهواء الجوى ونواتج احتراقه هى ثانى أكسيد الكربون وبخار الماء وطاقة {حرارية وضوئية}.
[2] احتراق الأغذية:
هى عملية أكسدة بطيئة تتم فى جسم الإنسان ويصحبها انطلاق طاقة حرارية فقط .
[ ب ] أكسدة فى غياب الأكسجين:

H2 + Cl2 2HCl

أولاً: البترول


مثال: احتراق الهيدروجين فى الكلور حيث ينتج كلوريد هيدروجين مع انطلاق طاقة

فى الخلية الجلفانية تستخدم …… لإحداث تعادل بين التراكيز العالية للأيونات الموجبة والسالبة. لطلاء ملعقة بالفضة توضع فى إلكتروليت به أيونات … والأنود يكون من … التفاعل الكيميائى يكون تلقائى إذا كان مجموع جهدى تأكسد القطبين …… ويدل ذلك على إمكانية ……. تستخدم عملية الطلاء الكهربى بغرض …… القانون الأول لفارادى يبحث فى العلاقة بين …… و…… بينما القانون الأول يبحث فى العلاقة بين …… و……. الفاراداى = …… كولوم. كلما زاد جهد الاختزال لعنصر يكون عامل ……. فى عملية تنقية النحاس من الشوائب يكون النحاس غير النقى هو القطب …… فى الخلية الإلكتروليتية يعتبر الأنود هو القطب …… وتحدث عنده عملية……. يتجه تيار الإلكترونات فى السلك الخارجى للدائرة من العنصر …… فى جهد تأكسده أى …… نشاطاً. س: اختر الإجابة الصحيحة: تزداد قدرة العنصر المتقدم فى السلسلة على طرد العنصر الذى يليه من محلول أحد أملاحه كلما [أ] زاد الفرق بين جهدى تأكسد العنصرين [ب] زاد الفرق بين جهدى اختزال العنصرين [ج] زاد البعد فى الترتيب بين العنصرين [د] جميع ما سبق فى الخلية الإلكتروليتية يكون الأنود هو القطب … [أ] الموجب الذى تحدث عنده عملية الأكسدة. [ب] الموجب الذى تحدث عنده عملية الاختزال. [ج] السالب الذى تحدث عنده عملية الاختزال. [د] السالب الذى تحدث عنده عملية الأكسدة. إذا كان جهد الاختزال القياسى للصوديوم هو (-2.71 فولت) فإن عنصر الصوديوم … [أ] يحل محل هيدروجين الماء. [ب] يحل محل هيدروجين الأحماض. [ج] جهد تأكسده 2.71فولت. [د] جميع ما سبق. تقوم القنطرة الملحية فى خلية دانيال بـ … [أ] التوصيل بين محلولى نصفى الخلية. [ب] معادلة الشحنات الموجبة والسالبة. [ج] تكوين فرق الجهد بين نصفى الخلية [د] جميع ما سبق. الإلكتروليت فى خلية الزئبق هو … [أ] أكسيد الزئبق. [ب] هيدروكسيد البوتاسيوم. [ج] الجرافيت. [د] كبريتات النحاس فى الخلية الجلفانية يكون الكاثود هو القطب … [أ] الموجب الذى تحدث عنده عملية الأكسدة. [ب] الموجب الذى تحدث عنده عملية الاختزال. [ج] السالب الذى تحدث عنده عملية الاختزال. [د] السالب الذى تحدث عنده عملية الأكسدة. فى مركم الرصاص يتكون الأنود من شبكة من الرصاص مملوءة بـ … [أ] أكسيد الزئبق. [ب] أكسيد رصاص. [ج] ثانى أكسيد رصاص [د] رصاص إسفنجى. فى بطارية النيكل كادميوم يتكون الكاثود من … [أ] النيكل. [ب] الكادميوم. [ج] الرصاص. [د] النحاس. عند التحليل الكهربى لمحلول مائى من كبريتات النحاس (باستخدام ساقين من النحاس) فإن … [أ] ذرات نحاس الأنود تتأكسد وتتحول إلى أيونات. [ب] يترسب النحاس عند الكاثود. [ج] تتأكسد شوائب الحديد والخارصين ولا تترسب على الكاثودز [د] جميع ما سبق. فى التفاعلMg + Cl2 MgCl2 يكون نصف التفاعل الذى يمثل الاختزال هو [a] Cl2 + 2e- 2Cl- [b] Mg Mg2+ + 2e- [c] 2Cl- Cl2 + 2e- [d] Mg2+ Mg + 2e- فى الخلية الجلفانية يمكن الحصول على تيار كهربى نتيجة حدوث تفاعل … [أ] أكسدة فقط. [ب] اختزال فقط. [ج] أكسدة واختزال تلقائى. [د] أكسدة واختزال غير تلقائى. مسائل هامة: إذا كان جهد الاختزال لكل من النحاس والفضة على التوالى 0.34 فولت ، 0.1 فولت على التوالى اكتب الرمز الاصطلاحى للخلية المتكونة ثم احسب ق. د. ك لها. احسب كمية الكهرباء اللازمة للحصول على 3175 جم نحاس بالتحليل الكهربى لمحلول كبريتات نحاس (II) باستخدام أنود (مصعد) من النحاس غير النقى (Cu = 63.5) علماً بأن تفاعل الكاثود هو Cu2+ + 2e- Cu0 احسب كتلة الفضة المترسبة من إمرار تيار كهربى شدته 2 أمبير لمدة ساعة فى محلول نترات الفضة علماً بأن تفاعل الكاثود هو Ag+ + e- Ag0 (Ag = 180) احسب عدد الفاراداى اللازم لترسيب 130 جم من الفضة عند الكاثود خلال عملية الطلاء بالكهرباء (Ag = 180) احسب كتلة النحاس المترسبة باختزال أيونات النحاس (II) من خلال إمرار تيار شدته 2.5 أمبير فى محلول كلوريد النحاس (II) لمدة 45 دقيقة علماً بأن تفاعل الكاثود هو (Cu = 63.5) Cu2+ + 2e- Cu0 فى عملية التحليل الكهربى لمحلول كلوريد الصوديوم بإمرار تيار كهربى شدته 2 أمبير لمدة نصف ساعة. [أ] احسب حجم غاز الكلور المتصاعد فى معدل الضغط ودرجة الحرارة علماً بأن الكتلة الذرية للكلور = 35.45 [ب] إذا لزم 20 سم3 من حمض HCl 0.2 مولارى لمعيرة 10 سم3 من المحلول عند التحليل الكهربى، ما كتلة هيدروكسيد الصوديوم المتكون إذا كان حجم المحلول هو 0.5 لتر. أجريت عملية طلاء لشريحة من النحاس مساحتها 100 سم2 بإمرار كمية من الكهربية مقدارها 0.5 فاراداى فى محلول مائى من كلوريد الذهب (III) (الطلاء لوجه واحد فقط) [أ] احسب سمك طبقة الذهب المترسبة علماً بأن الكتلة الذرية للذهب 196.98 وكثافته 13.2 جم/سم3 [ب] اكتب تفاعل الكاثود. اشرح مع الرسم كيف تحصل على النحاس من محلول كلوريد الذهب – اكتب المعادلات التى توضح تفاعلات الأكسدة والاختزال التى تحدث عند كل من المصعد والمهبط وكذلك التفاعل الكلى. وإذا كان جهد أكسدة الكلور = -1.36 فولت وجهد اختزال النحاس = + 0.34 فولت احسب جهد الخلية ووضح هل هذا التفاعل تلقائى أم غير تلقائى. إذا لزم 193000 كولوم من الكهرباء لترسيب 65 جم لفلز من إلكتروليت يحتوى على أيوناته احسب الكتلة المكافئة الجرامية للفلز. ثلاثة عناصر A, B, C جهود تأكسدها على الترتيب هى 0.2 فولت، -0.6 فولت، 0.4 فولت على الترتيب – أجب عما يلى: [أ] ما هى عدد الخلايا التى يمكن الحصول عليها. [ب] إذا كان B, A كل منهما ثنائى التكافؤ ما هو الرمز الاصطلاحى للخلية التى تتكون منهما – احسب القوة الدافعة الكهربية لهذا الخلية – هل يصدر عنها تيار أم لا؟ ولماذا؟ احسب شدة التيار الكهربى المار فى مصهور أحد أملاح الكالسيوم إذا علمت أنه تم ترسيب 2 جرام من فلز الكالسيوم بعد مرور 4 ساعات (Ca = 40) أيهما أكبر كتلة الذهب المترسبة من إمرار 30000 كولوم من الكهرباء فى محلول لكلوريد الذهب (III) أم كمية الذهب الناتجة من إمرار 10000 كولوم من الكهرباء فى محلول لكلوريد الذهب (I) (Au = 179) من الرمز الاصطلاحى التالى M|M2+ || 2H+|H2 + Pt (حيث M فلز): (1) ما هو العامل المؤكسد وما هو العامل المختزل؟ (2) إذا كان جهد هذه الخلية هو (-0.76فولت) فما هو جهد تأكسد العنصر (M) س: ماذا يحدث عند غمس ساق من الخارصين فى محلول ملح كبريتات نحاس (II) مع كتابة المعادلة س: اشرح مع الرسم كيفية تحضير فلز الألومنيوم فى الصناعة مع كتابة المعادلات التى تحدث فى الخلية – ثم وضح لماذا يتم استبدال الأنود بعد فترة من الاستخدام من امتحانات الأعوام السابقة السؤال الأول: مسائل على الكيمياء الكهربية: [1] احسب كمية الكهربية مقدرو بالكولوم لفصل 2.8 جم من الحديد 26Fe56 من كلوريد الحديد (II) علماً بأن تفاعل الكاثود هو (95/أول) Fe2+ + 2e- Fe [2] احسب كمية الكهربية بالكولوم اللازمة لفصل 5.6 جم من الحديد 26Fe55.8 من محلول كلوريد الحديد (III) عندما يكون تفاعل الكاثود (96/أول) Fe3+ + 3e- Fe [3] احسب الزمن اللازم لترسيب 9 جم من فلز الألومنيوم عند مرور تيار كهربى شدته 10 أمبير فى خلية تحليل تحتوى على أكسيد ألومنيوم إذا علمت أن 13Al27 والتفاعل عند الكاثود (99/أول) Al3+ + 3e- Al [4] احسب كتلة الخارصين المترسبة عند الكاثود عند مرور تيار كهربى شدته 20 أمبير لمدة ربع ساعة فى محلول كبريتات خارصين (Zn = 65) (98/ثان) [5] احسب كتلة النحاس المترسبة من إمرار تيار كهربى شدته 10 أمبير لمدة نصف ساعة فى محلول كبريتات النحاس (II) (Cu = 63.5) (99/ثان) [6] B, A عنصران جهد تأكسدهما (0.4) ، (-0.6) فولت على الترتيب وكل منهما ثنائى التكافؤ: ما هو الرمز الاصطلاحى للخلية التى يمكن أن تتكون منهما. احسب القوة الدافعة الكهربية لهذه الخلية وهل يصدر عنها تيار كهربى أم لا؟ ولماذا؟ (00/أول) [7] احسب شدة التيار الكهربى اللازمة لمرور 0.18 فاراداى من الكهربية خلال محلول إلكتروليتى لمدة نصف ساعة. (00/ثان) [8] اكتب الرمز الاصطلاحى للخلية الجلفانية الآتية مبيناً العامل المؤكسد والعامل المختزل وقيمة القوة الدافعة الكهربية للخلية: (02/أول) H2 + Cu2+ 2H+ + Cu ع